Анатолий Королёв родился в 1942 году в Саратове. С детских лет увлекался музыкой, пением, был участником художественной самодеятельности. Окончив музыкальное училище, Анатолий пел в ансамбле Ленинградского военного округа, после получил приглашение работать в ленинградский ансамбль "Дружба".
  В 1965 году на Всесоюзной фирме грамзаписи "Мелодия" молодой певец записал свою первую песню композитора Оскара Фельцмана "Планета – Целина" на слова поэта Владимира Харитонова.
  В 1966 году на фирме «Мелодия» вышли грампластинки ансамбля "Дружба", где звучали песни и в исполнении Анатолия Королёва – "Голос Земли" и "Моржи". В этом же году Анатолий Королёв получил приглашение от художественного руководителя Анатолия Васильева работать в ленинградском ВИА "Поющие Гитары".  Но обстоятельства сложились так, что Анатолий Королев отказался уйти из ансамбля "Дружба".
  В 1967 году на 1 Международном фестивале молодёжной песни в городе Сочи за исполнение песни ленинградских авторов композитора Александра Колкера "Зависть" на слова поэта Кима Рыжова, Анатолий Королёв становится лауреатом и получает первую премию.
  "Ленинградец Анатолий Королёв, - писала газета "Неделя", - певец большого гражданского темперамента. Все его песни социальны, страстны, полны мужественного и непримиримого пафоса. Такой пафос неизменно передаётся залу, потому, что в основе его не абстрактная декларация, а жизненная правда-выстраданная, обдуманная, осознанная. В репертуаре Анатолия не только песни гражданского звучания, но и лирические. Он поёт их в очень своеобразной и современной эстрадной манере, которая очень нравится молодёжи".
  В 1967 году на фирме "Мелодия" вышла грампластинка-гранд ансамбля "Дружба", где была записана песня в исполнении певца "На взлёт". Анатолий Королёв работал в составе ленинградского ВИА "Ровесники", первые гастроли, которого с аншлагом прошли в городе Ташкенте. На всесоюзной фирме грамзаписи "Мелодия" вышла первая грампластинка-миньон Анатолия Королёва с песнями: "Этого мне только не хватало" и "Крыши". В этом же году фирма "Мелодия" выпустила грампластинку с песней "Одиннадцатый маршрут".
  В 1969 году на фирме грамзаписи вышел очередной миньон певца с песнями "Шагай, турист", "Свидание с Ленинградом", "Больше неба-человек" и "Солнечное чудо". Также в серии грампластинок "Всем, кто любит песню" Анатолий записал песню "Любовь и Поклонная гора".
  Анатолий Королёв работал в Ленконцерте, много гастролировал по стране. В его жизни было все - большой успех, переполненные залы, огромные тиражи грампластинок. Песни в исполнении певца часто звучали по радио и телевидению.
  В 1970 году на фирме "Мелодия" вышел его первый диск-гигант. С начала 70-х годов певец работает в ВИА "Весёлые голоса".
  В 1974 году записываются грампластинки-миньоны с песнями в исполнении Анатолия Королёва и ВИА "Весёлые голоса": "Не ошибись", "Неприметная красота", "Перед расставанием", "Не заставляйте женщин плакать", "Ох, эти танцы", "Красавица", "Пою о любви", "Весёлый дятел", "Звёздный дождь".
  В серии "Ленинградские исполнители" выходит песня "Оттепель", а в серии "Поют ленинградцы" песни "Любимые глаза" и "Метель".
  Эдуард Кузинер рассказывал: "Толя – человек замечательный, но совершенно безбашенный. Совершенно! Ничего он не помнил, ничего не знал. Как птичка пел. Какал, куда хотел. Вот летит, покакал и полетел дальше. Голос у него был потрясающий, но на пленку ложился странным образом. Весь его бархат туда не проникал. На пленке он звучит высоко и не так полно, как в зале. А в зале это было колоссально! Ну, и темперамент, конечно, цыганская внешность. Хотя родители – саратовские, блеклые, никакие. А он чистый такой, черный цыган!
На первые гастроли мы поехали в Ташкент. Там даже афиш не было, просто висела у кассы какая-то бумажка. И полный аншлаг! Зал битком! Публика и русская, и узбекская! Вот, что такое был Анатолий Королев! Это какой-то кошмар! Девушки были все время. Мы от них просто убегали. Да, ладно мы! Хотя и за нас, конечно, цеплялись. А Анатолий Иванович убегал пожарными лестницами, чердаками и т.д. И так по всей стране! Успех был колоссальный!"

В 1975 году на фирме "Мелодия" выходит диск-гигант Анатолия Королёва и ВИА "Весёлые голоса". В последующие годы Анатолий Иванович Королёв занимался композиторской деятельностью, песни которого исполняла певица Мария Пахоменко и другие ленинградские исполнители.
  Мария Пахоменко рассказывала:
  "Я долго была под впечатлением после встречи с певцом печальной судьбы Анатолием Королевым. У него удачно начиналась творческая карьера. Он пел в ансамбле "Дружба". В 1967 году на первом Международном фестивале молодежной песни в Сочи завоевал первую премию и получил звание лауреата. После трагического случая остался без ног и был всеми забыт. Когда мы его привезли в студию на передачу "Приглашает Мария Пахоменко", он был счастлив и великолепно вел себя перед камерой".
  Руководитель ансамбля "Дружба" Евгений Броневицкий ездил к нему, помогал, чем мог. Иосиф Давидович Кобзон тоже помогал материально, подарил ему инвалидную коляску.
Однако в 1991 году Анатолий Королев умер практически нищим, всеми забытым и одиноким.
  Похоронен в Санкт-Петербурге на Красненьком кладбище.